DE2046642B2

DE2046642B2 - Abscheider fuer einen zentrifugalapparat mit freier wirbelstroemung

Info

Publication number: DE2046642B2
Application number: DE19702046642
Authority: DE
Priority date: 1970-09-14
Filing date: 1970-09-14
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DE2046642A1; DE2046642C3

Description

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Die Erfindung betrifft einen Abscheider tür einen Zentrifugalapparat mit freier Wirbeiströmung mit einem zylindrischen Behälter mit einem einen Drall erzeugenden Einlaß, einem Auslaß für die abgeschiedenen kondensierten Stoffe und einem Auslaß für die gereinigten Gase sowie einem dazwischen eingesetzten, im Behälter befestigten Boden, der den Behälterraum in einen oberen Abscheideraum und einen unteren Speicherraum aufteilt, die durch einen Umfangsschlitz zwischen dem Boden und der Innenwandfläche des Behälterraums miteinander verbunden sind.

In Zentrifugaiapparaten erzeugt das Gemisch aus dem spezifisch leichten Gas und den beigemengten Flüssigkeitströpfchen, eventuell mit Gehalten an Feststoffen - im weiteren als »scnwcrc Bestandteile« bezeichnet —, durch tangentiales Einleiten in einen Behälter mit kreisförmigem Querschnitt einen Wirbel von ungefähr den Innenabmessungen des Behälters. Bei der Umlenkung des Gemischstromes an der Innenwand des Behälters gelangen die schweren Bestandteile in das vom Wirbel erzeugte Beschleunigungsfeld. Zwischen den leichten Gasmolekülen und den schweren Bestandteilen entsteht im Beschleunigungsfeld eine der Differenz der Dichten proportionale Kraftdifferenz in radialer Richtung, mit der die schweren Bestandteile stärker als die leichten an die Behälterwand gedrückt werden. An der Behälterwand bildet sich deshalb ein Flüssigkeitsfilm aus, der die eventuell vorhandenen Feststoffe einbettet und der infolge der Schwerkraft nach unten sinkt. Es ist wichtig, daß der Bereich am Behälterboden, in dem das Abgeschiedene bis zum Zeitpunkt des Ablasse ns gespeichert wird, keine Störungen durch z. B. starke Giswirbel erfährt. Liegen dort also starke Strömungen vor so besteht die Gefahr, daß die abgeschiedenen schweren Bestandteile zum Beispiel infolge eines starken Wirbels, wie beim reinen Ateche.devorgang erwünscht in kreisende Bewegun_o versetzt werden und im Axialschnitt gesehen, etwa eine paratxilischc Oberflächenkontur annehmen, in solchen hallen kann aus der Mitte des Abgeschiedenen nur wenig oder nichts abgelassen weiden. Bei stark pulsierenden Gasströmen kann außerdem festgestellt werden, daß vom Gasstrom aus solchen Überflächen Teile der bereits abgeschiedenen schweren Bestandteile herausgerissen werden und durch den in der Mitte des Wirbels nach oben gerichteten Abflußstutzen wieder in den Gasstrom gelangen.

Bei derartigen Zentrifugalapparaten ist es erforderlich die Abscheider so auszubilden, daß einmal abgeschiedene schwere Bestandteile nicht mehr in den von schweren Bestandteilen befreiten Gasstrom gelangen können.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse in einem Zentrifugalabscheider, der zum Trennen einer Staubmischung in einem Luftstrom in zwei Brucheile dient in der Nähe des Bodens sternförmig angeordnete Bremsflügel vorzusehen (GB-PS 649890). Hier wirken die Bremsflügel als Strömungsgleichnchter des Primärluftstromes mit der Staubmischung, wodurch nur die schweren Staubteilchen mit einer Sinkgeschwindigkeit, die größer als die der Primärluft entgegenkommenden Sekundärluft ist, abgeschieden werden, während die leichten Staubteilchen in der den Zentrifugalapparat verlassenden Luft verbleiben. Weiterhin ist ein Zentrifugalabscheider bekannt, der Bremsflügel im Austritt für die gereinigten Gase oder gereinigte Luft aufweist (GB-PS 713 670). Auch hier wirken die Bremsflügel als Strömungsgleichrichter, aber zur Verminderung der Turbulenz und der Strömungsverluste allein im Austritt für die gereinigten Gase oder gereinigte Luft.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, einen Abscheider für einen Zentrifugalapparat mit freier Wirbelströmung zu schaffen, der bewirkt, daß die an der Behälterwand abgeschiedenen schweren Bestandteile ungehindert in den Speicherraum gelangen können und daß sich im Speicherraum kein nennenswerter Wirbel ausbilden kann, so daß der Speicherraum voll mit abgeschiedenen schweren Bestandteilen gefüllt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Boden auf der Seite des Speicherraumes mehrere radial gerichtete Bremsflügel angebracht sind, deren Länge mindestens ein Drittel des Durchmessers des Bodens und deren Höhe mindestens ein Drittel der mittleren Höhe des Speicherraums beträgt, und daß sich der Umfangsschlitz in radialer Richtung etwa 3 bis 5 Prozent des Behälterinnendurchmessers erstreckt.

Um dem Boden mit den Bremsflügeln im Zentrifugalapparat einen festen Halt zu geben, sind nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Bremsflügel mit der Innenwandfläche des Behälters derart verbunden, daß sie im Bereiche des Umfangsschlitzes Ausnehmungen einer axialen Tiefe von mindestens 3 bis 5 Prozent des Behälterinnendurchmessers aufweisen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

insbesondere darin, daß mit einfachen Mitteln die Ausbildung eines Wirbels im Speicherraum wirksam verhindert wird. Dadurch kann der Speicherraum mit Abgeschiedenem voll angefüllt werden, ohne daß der Wirbel des Abscheideraumes wirksam an der Oberfläche des Abgeschiedenen angreifen und dieses in gefährliche Drehungen versetzen kann. Selbst bei stark pulsierenden Strömungen, wie sie bei Kolbenverdichtern auftreten, kann sich der Wirbel des Abscheideraumes nicht auf die Oberfläche ties Abgeschiedenen auswirken.

AusführungsS)eispiele der Erfindung sind in der Zeichnung als Längsschnitt dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

die linke Seite der Figur einen Abscheider in einem Zentrifugalapparat mit dem eingesetzten Boden, daran befestigten Bremsflügeln und dem rohrförmigen Mittelträger für den Boden, und

die rechte Seite der Figur einen Abscheider in einem Zentrifugalapparat mit dem eingesetzten Boden und daran befestigten Bremsflügeln, die gleichzeitig mit der Behälterwand verbunden sind.

Der mit Flüssigkeitströpfchen und eventuell mit Gehalten an Feststoffen beladene Gasstrom GF tritt durch einen Einstrittsstutzen 1 mit einer aus den Mengen- und Behälterdaten bekannten Geschwindigkeit in den Zentrifugalapparat 2 ein, dessen Behälter mit 2« bezeichnet ist, und erzeugt im Abscheideraum 3 einen durch einen Stromfaden α angedeuteten Wirbel. Infolge der erzwungenen Umlenkung an der Innenwand des Behälters la wird an ihr nach Maßgabe von Wirbel-Drehgeschwindigkeit, Gasdichte, Tröpfchen- und Feststoffdichte, Teilchengröße, Zähigkeit des Gases und Verweilzeit ein gewisser Prozentsatz von Flüssigkeitströpfchen und Feststoffteilchen abgeschieden. Es bildet sich ein Flüssigkeitsfilm F, der mit relativ kleiner Geschwindigkeit an der Innenwand umläuft und infolge der Schwerkraft durch den Umfangsschlitz 4 in den Speicherraurn 5 unterhalb des eingesetzten Bodens 6 abläuft. Durch die unten am Boden 6 beispielsweise durch Schweißen befestigten, radial ungeordneten mehreren Bremsflügei 7 wird die Ausbildung eines zum Abscheideraum gleichsinnigen Wirbels im Speicherraum wirksam verhindert, wenn die Abmessungen der Bremsflügel 7, des Umfangsschlitzcs 4 und des Speicherraumes 5 sinnvoll aufeinander abgestimmt sind. Die Länge L des Bremsflügels 7 soll mindestens ein Drittel des Durchmessers i/des Boder.s 6 und seine Höhe h mindestens ein Drittel der mittleren Höhe H des Speicherraums 5 betragen. Zur Verminderung der Kupp-

'5 lungskraft zwischen den Gasvolumen im Abscheideraum 3 und im Speicherraum 5 wird die Breite des Umfangsschlitzes 4 auf etwa 3 bis 5 Prozent des Behälterinnendurchmessers D beschränkt. Bei der auf der linken Seite der Figur gezeigten Ausführung mit den Bremsflügeln 7 kann der Boden 6 beispielsweise auf dem rohrförmigen Mittelträger 8 mit den Löchern 9 im Behälter 2a befestigt sein. Dann kann das Abgeschiedene durch die Löcher 9 mit Hilfe eines Vtntils 10 durch den Abflußstutzen 11 aus dem Be-

^a5 hälter 2a abgelassen werden. In der anderen Ausführungsform auf der rechten Seite der Figur werden • Bremsflügel 12 nach außen über den eingesetzten Boden 6 hinaus verlängert und beispielsweise durch Schweißen mit der Innenwandfläche des Behälters 2a verbunden, wodurch der Mittelträger 8 entfallen kann. Damit auch hier der Flüssigkeitsfilm F ohne Störung in den Speicherraum 5 ablaufen kann, wird der Umfangsschlitz 4 in die Bremsflügel 12 hinein um eine Tiefe T verlängert, die etwa gleich der Breite des Umfangsschlitzes 4 ist. Durch den Austrittsstutzen 13 verläßt der Gasstrom G nach der Abscheidung den Zentrifugalapparat 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abscheider für einen Zentrifugalapparat mit freier Wirbelströmung, mit einem zylindrischen Behälter mit einem einen Drall erzeugenden Fin-IaB, einem Auslaß für die abgeschiedenen kondensierten Stoffe und einem Auslaß für die gereinigten Gase sowie einen dazwischen eingesetzten, im Behälter befestigten Boden, der den Behälterraum in einen oberen Abscheideraum und einen unteren Speicherraum aufteilt, die durch einen Umfangsschlitz zwischen dem Boden und der Innenwandfläche des Behälterraums miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, '5 daß am Boden (6) auf der Seite des Speicherraums (5) mehrere radial gerichtete Bremsflügel (7; 12) angebracht sind, deren Länge (L) mindestens ein Drittel des Durchmessers (d) des Bodens (6) und deren Höhe (h) mindestens ein Drittel der mittleren Höhe (H) des Speicherraums (5) beträgt, und daß sich der Umfangsschlitz (4) in radialer Richtung etwa 3 bis 5 Prozent des Behälterinnendurchmessers (D) erstreckt.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch ge- ^a5 kennzeichnet, daß die Bremsflügel (12) mit der Innenwandfläche des Behälters (2a) derart verbunden sind, daß sie im Bereiche des Umfangsschlitzes (4) Ausnehmungen einer axialen Tiefe (T) von mindestens 3 bis 5 Prozent des Behälterinnendurchmcssers (D) aufweisen.